解决Colored Cubes问题

本文介绍了一个有趣的工程技术难题——四色立方体排列问题。任务是将四个不同颜色的立方体垂直堆叠成一列,使得每一面都能显示四种颜色。文章提供了具体的立方体颜色配置及解决该问题的算法实现。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Engineering Puzzle

You have four colored cubes. Each side of each cube is a single color,
and there are four colors: blue (B), red (R), green (G) and yellow (Y)
Describing the six faces as front, back, left, right, top, bottom, the
cube colors are:

Front Back Left Right Top Bottom
1 R B G Y B Y
2 R G G Y B B
3 Y B R G Y R
4 Y G B R R R


The objective is to find ways to stack the four cubes as a vertical
column so that each side of the column is showing all four colors.


#cube对象,其中包含一个Color属性,此属性是一个Struct对象,依次为所有边的颜色
class Cube
attr_accessor :color

def initialize(color)
@color=color
@rotation = 0
@times_rotated = 0
end

#这里我们可以设置一个三维坐标,每个盒子的24中摆放方式就是通过这个3为坐标的不同轴的旋转得到。
def rotate
@times_rotated = @times_rotated + 1


#y轴的旋转
tmp_top = @color.Top
@color.Top=@color.Left
@color.Left=@color.Bottom
@color.Bottom=@color.Right
@color.Right=tmp_top
#当为4的倍数时意味着已经回到开始的位置,因此需要变换坐标轴
if @times_rotated % 4 == 0
tmp_front = @color.Front
#当为2的倍数时意味着又一次要回到刚才已经变换过得位置,因此未免重复,需要再次变换坐标轴
if @rotation % 2 == 0
#x轴的旋转
@color.Front=@color.Bottom
@color.Bottom=@color.Back
@color.Back=@color.Top
@color.Top=tmp_front
else
#z轴的旋转
@color.Front=@color.Right
@color.Right=@color.Back
@color.Back=@color.Left
@color.Left=tmp_front
end

@rotation = @rotation + 1
end
end


#打印出cube
def show(name = "")
puts name

puts <<-EOF
Front : #{@color[:Front]} Back : #{@color[:Back]} Left : #{@color[:Left]} Right : #{@color[:Right]} Top : #{@color[:Top]} Bottom: #{@color[:Bottom]}
EOF

end

end

#将4个cube组合为一个cube_box对象
class Cube_Box
def initialize(cube_a, cube_b, cube_c, cube_d)
@cube_a = cube_a
@cube_b = cube_b
@cube_c = cube_c
@cube_d = cube_d
end


#判断是否符合条件
def valid?
side_valid?(:Front)&&side_valid?(:Back)&&side_valid?(:Left)&&side_valid?(:Right)
end

def side_valid? side
(@cube_a.color[side] != @cube_b.color[side]) && (@cube_a.color[side] != @cube_c.color[side]) &&(@cube_a.color[side] != @cube_d.color[side])&& (@cube_b.color[side] != @cube_c.color[side])&& (@cube_b.color[side]!= @cube_d.color[side])&& (@cube_c.color[side] != @cube_d.color[side])
end

#打印出结果
def show_box
p "********************************************************************"
@cube_a.show("cube_a")
@cube_b.show("cube_b")
@cube_c.show("cube_c")
@cube_d.show("cube_d")
p "********************************************************************"
end
end

#构造每个cube的color对象
Color=Struct.new("Color",:Front,:Back,:Left,:Right,:Top,:Bottom)
color_a=Color.new("r","b","g","y","b","y")
color_b=Color.new("r","g","g","y","b","b")
color_c=Color.new("y","b","r","g","y","r")
color_d=Color.new("y","g","b","r","r","r")

#通过color对象构造cube对象
cube_a=Cube.new(color_a)
cube_b=Cube.new(color_b)
cube_c=Cube.new(color_c)
cube_d=Cube.new(color_d)

#符合结果的组合的数目
result_numbers=0

#由于每个cube有p3,3 * 4=24种因此这边要进行24^4次循环,找到合适的后调用show_box打印出来。
24.times do
24.times do
24.times do
24.times do
cube_box_temp=Cube_Box.new(cube_a,cube_b,cube_c,cube_d)
if cube_box_temp.valid?
cube_box_temp.show_box
result_numbers = result_numbers + 1
end
cube_d.rotate
end
cube_c.rotate
end
cube_b.rotate
end
cube_a.rotate
end

puts "!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
puts "Number of found results: " + result_numbers.to_s
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值